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PDC와 적분 슬라이딩 모드 제어를 결합한 이동 로봇의 강인 궤도 추적 제어
Robust Trajectory Tracking Control of a Mobile Robot Combining PDC and Integral Sliding Mode Control 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.19 no.7, 2015년, pp.1694 - 1704  

박민수 (Department of Electrical Engineering, Changwon National University) ,  박승규 (Department of Electrical Engineering, Changwon National University) ,  안호균 (Department of Electrical Engineering, Changwon National University) ,  곽군평 (Department of Electrical Engineering, Changwon National University) ,  윤태성 (Department of Electrical Engineering, Changwon National University)

초록
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본 논문에서는 병렬 분산 보상 (PDC) 제어와 적분 슬라이딩 모드 제어 (ISMC)를 결합하여 바퀴형 이동 로봇의 강인한 궤도 추적 제어 방법을 새롭게 제안한다. PDC 제어 방법은 다른 비선형 제어 방법에 비해 비교적 간단하고 사용이 편리하다. 그리고 ISMC는 상태 변수들을 원하는 공칭 동특성을 갖는 슬라이딩 평면에 배치함으로써 초기 순간부터 모델 불확실성 및 외란에 대해 강인하고 안정적인 제어 특성을 갖게 할 수 있다. 그러므로 제안된 PDC+ISMC 궤도 추적 제어 방법은 외란에도 불구하고 강인한 궤도 추적 제어 성능을 보여준다. 제안된 궤도 추적 방법에 대해 시뮬레이션을 통하여 외란이 있는 경우의 궤도 추적 성능을 확인하였다. 제안된 방법은 외란이 증가하더라도 외란이 없을 때의 PDC 제어 방법에 의한 궤도 추적 성능을 유지하였다. 그러나 PDC 궤도 추적 방법은 외란의 크기가 증가하면 제안된 방법과는 달리 궤도 추적 오차가 크게 증가함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a robust trajectory tracking control method of a wheeled mobile robot is newly proposed combining the PDC and the ISMC. The PDC is a relatively simple and easy control method for nonlinear system compared to the other non-linear control methods. And the ISMC can have robust and stable...

주제어

#이동 로봇   #궤도 추적 제어   #T-S 퍼지 모델   #PDC 제어   #적분 슬라이딩 모드 제어  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그러나 이 방법들은 제어기 설계가 간단하지 않거나 실시간으로 사용하는데 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 일반적인 PDC 기법에 ISMC 기법을 결합하여 위의 방법에 비해 상대적으로 간단하고 실용적인 외란에 강인한 궤도 추적 제어 방법을 새롭게 제안하기로 한다.
  • 본 논문에서는 위의 식 (8)에 PDC 기법과 ISMC 기법을 적용하여 외란에 대해 강인하면서 정확한 궤도 추적 성능을 갖는 이동 로봇의 궤도 추적 제어기를 제안 하기로 한다.
  • 본 논문에서는 이동로봇에 외란이 가해지더라도 외란 이 없는 경우의 PDC 제어 기법에 의한 궤도 추적 성능을 유지하도록 하는 강인한 궤도 추적 방법을 제안하였다. 비선형 시스템인 이동로봇의 주행 궤도와 기준궤도 간의 에러 동특성 방정식을 T-S 퍼지 모델링 한 후 Lyapunov 안정 조건 및 LMI 연산을 이용해 상태 궤환이득을 구하여 공칭 제어 입력을 얻었고, ISMC 기법을 적용하여 외란이 있는 경우에도 공칭계통의 동특성을 유지할 수 있도록 하는 불연속 제어 입력을 얻었다.
  • 이동 로봇의 궤도 추적 제어(trajectory tracking control) 문제는 이동 로봇의 자율 주행에 있어 중요한 주제로서 이동 로봇으로 하여금 주어진 기준 궤도를 따라가게 하는 것을 목표로 한다. 이동 로봇의 기준 궤도추적에 있어 기준 궤도와 이동로봇의 에러 동특성은 비선형 시스템이다.
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